Characterization of the NPN (Non-Protein Nitrogen) content of milk and the study of its impact on cheese yield

Autor: Hooton, Louise Carolyn Sinclair
Přispěvatelé: Vicente, A. A., Reis, Arlindo Augusto Pinho dos, Universidade do Minho
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2015
Předmět:
Zdroj: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal
Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)
instacron:RCAAP
Popis: Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Biológica (área de especialização em Tecnologia Química e Alimentar)
No fabrico de queijo, a proteína é a fração do leite mais importante, em termos tecnológicos e económicos. As principais frações azotadas no leite são as caseínas, as proteínas séricas (PT) e o azoto não-proteico (NPN), que compõem a proteína bruta (PB). A fração de NPN, é a diferença entre a PB e a PT, por unidade de PB, que perfaz cerca de 3 % - 6 % da PB do leite. Em Portugal a valorização do teor proteico do leite é definida de acordo com a PB. Visto que o NPN não é retido no queijo e é a caseína que determina o rendimento de produção de queijo, prevê-se que é possível alcançar um controlo mais preciso do processo pela padronização do leite pela PT ao invés da PB, eliminando a entropia do NPN. Os objetivos deste trabalho foram a caracterização das frações azotadas do leite dos produtores e do leite padronizado para produção de queijo, investigar os fatores que contribuem para a variação do NPN no leite recebido, comparar o rigor da padronização de leite para a produção de queijo, através da PB e da PT, e estudar o impacto do NPN no rendimento de produção de queijo e na sua qualidade sensorial. A metodologia usada foi a criação do canal de leitura da PT, no equipamento MilkoScan FT 120, para a determinação do NPN; analisar diariamente amostras de leite de produtores e das cubas de produção. Foram construídos modelos para análise dos resultados das amostras de leite dos produtores, e das cubas de produção, tendo por base a informação nos mapas de gestão de produção da empresa, de forma a incorporar a informação da PT e do NPN. Efetuou-se a análise de inquéritos entregues aos produtores, referentes às técnicas de maneiro e nutrição no Software SPSS Statistics 23.0®. A análise do leite dos produtores mostrou que o conteúdo de PB varia no intervalo de 3,03 % até 3,62 %, a PT varia de 2,94 % até 3,43 %, o teor de NPN na PB varia de 2,90 % até 5,75 % e a de ureia varia de 0,0078 g/dL até 0,0335 g/dL. Observou-se uma relação positiva ente o conteúdo de PB e o percentual de NPN na PB (R²=0,6286), indicando que o aumento da PB resulta em aumentos mais que proporcionais do teor de NPN na PB, e na diminuição da percentagem de PT na PB. As variações destes parâmetros podem estar associadas ao tamanho e dimensão de produção das explorações, à estação do ano, mas em particular à alimentação. As técnicas de maneio e nutrição que mostraram ter um maior impacto no NPN e na ureia foram o Unifeed, Mix, silagem de milho e erva em trincheira. A padronização do leite através do uso da PT em vez da PB não apresentou diferenças na precisão. Em relação à produção de queijo o NPN mostrou diminuir o seu rendimento e o incremento de 1 % de NPN no leite resulta na perda de 11,39 €, 26,69 € e 29 € por tonelada de queijo produzidos, para 3 dos queijos mais produzidos na empresa. Os resultados da análise sensorial indicaram que a ureia origina sabores amargos e salgados no queijo.
When producing cheese, in technical and economic terms, protein is the most important nitrogen fraction of milk. The main nitrogen fractions in milk are caseins, whey proteins (TP) and non-protein nitrogen (NPN), which make up the crude protein fraction (CP). The NPN fraction, consisting of several compounds such as urea, is the difference between PB and PT, per PB unit, which amounts to approximately 3% - 6% of the CP in milk. In Portugal the valuation of the protein content of milk is set according to CP. Given that NPN is not retained in cheese and it is the casein that determines the yield of cheese production, it is expected that a more precise control of the process will be achieved by the standardization of milk with TP instead of CP, eliminating the entropy of NPN. The aims of this study were to characterize the nitrogen fractions of milk from the producers and the milk standardized for cheese production, to explore the causes that contribute to the variability of the NPN in the received milk, to compare the accuracy of standardizing milk for cheese production by using CP or TP, to study the impact of NPN on the yield of cheese production and on its sensory quality. The methodology followed was the creation of a calibration channel on the MilkoScan FT 120 to read the TP and to calculate NPN; daily analysis of milk samples from the producers and of production vats. Models were created to analyze the results of the samples from the milk producers, and samples of the production vats, based on existing information within the company’s production management maps, with the aim of incorporating TP and NPN information. Surveys delivered to milk producers, referring to management and nutrition techniques were analyzed on SPSS Statistics Software 23.0®. The analysis of the producers’ milk showed that CB content varies in the range of 3.03 % to 3.62 %, TP from 2.94 % to 3.43 %, the NPN content in CP from 2.90% up to 5.75%, and urea from 0.0078 g/dL to 0.0335 g/dL. There is a positive relation between the contents of the CP and the NPN percentage in CP (R² = 0.6286), showing that the increase of CP results in more than proportional increases of the NPN content in CP, and the decrease in the percentage of TP in the protein fraction. Variations of these parameters can be associated with the size and scale of production of farms, the season, but mainly with nutrition. The techniques of management and nutrition that were shown to have a greater impact on NPN and urea were the Unifeed, Mix, corn silage and grass in trenches. The standardization of milk by the use of TP instead of CP showed no differences in accuracy. In the production of cheese the NPN proved to lower the production yield and an increase of 1% of NPN in milk results in a loss of 11,39 €, 26,69 € and 29 € per ton of produced cheese, in the case of three of the cheeses produced in the company. The results of sensory analysis indicated that the urea causes bitter flavors and salty cheese.
Databáze: OpenAIRE
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